Full scale identification metod of four-quadrant hull hydrodynamic coefficient in ship manoeuvring

• Autorzy: Artyszuk J.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja w skali rzeczywistej pełnych (4-ćwiartkowych) charakterystyk hydrodynamicznych kadłuba statku w manewrowaniu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A new identification method of four-quadrant hull manoeuvring hydrodynamics (temporarily called a "2xLT method"), as essentially based on recording the manoeuvring motions excited by two fixed-point lateral forces, is presented in detail, including the concept formulalion and simulated results (proving the method's potential). There is, namely, a significant lack of published data in this context, which are necessary e.g. to run the low-speed harbour manoeuvring and berthing simulation. This rather simple and cheap solulion can be easily used for full scale ships, that are intended to be the primary field of application, where two fore and aft pushing tugs are required. Also free-running models, after installing two mobile lateral thrusters, are a successful option, though being subject to some scale effects.

PL

Praca przedstawia potencjał zastosowania dwóch źródeł siły poprzecznej (np. holowników) do wyznaczania bezwymiarowych współczynników hydrodynamicznych sił i momentu kadłuba statku w pełnym zakresie kąta dryfu i względnej prędkości kątowej. Pozwala to na symulację dowolnych manewrów jednostki pływającej, szczególnie przy małej prędkości liniowej i na akwenach portowych. Dwa źródła siły poprzecznej, przy zachowaniu jednakże ich wypadkowej wartości, dają możliwość realizacji dowolnego momentu sterującego, tym samym punktu przyłożenia (ramienia) siły poprzecznej. W efekcie, jak przedstawiono w referacie, można osiągnąć dowolne kombinacje kąta dryfu i względnej prędkości kątowej, tym samym objąć całą dziedzinę funkcji reprezentowanych przez poszczególne współczynniki hydrodynamiczne. Określenie wspomnianych charakterystyk hydrodynamicznych odbywa się poprzez rejestrację parametrów ruchu statku przy systematycznie zmienianym ramieniu wypadkowej siły poprzecznej i obliczenie z równań ruchu hydrodynamicznych współczynników kadłuba jako funkcji czasu. Ostatnim etapem jest aproksymacja otrzymanych trójwymiarowych krzywych (składających się z punktów definiowanych kątem dryfu, względną prędkością kątową oraz danym współczynnikiem hydrodynamicznym - czas jest parametrem takiej krzywej) za pomocą powierzchni reprezentującej współczynnik hydrodynamiczny i będącej jawną funkcją kąta dryfu oraz względnej prędkości kątowej.

Słowa kluczowe

EN

ship manoeuvring; mathematical model; identijication; four-quadrant hull hydrodynamics

PL

dryf statku; nawigacja

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 7, no 3
• Strony: 19--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr.

Twórcy

autor

Artyszuk J.

• Szczecin Martime University, Wały Chrobrego 1-2,70-500 Szczecin, Poland,

Bibliografia

• [1] Artyszuk J.: Drift-Yaw Correlation in Ship Manoeuvring Model Identification and Validation, Scientific Bulletin, no. 3, Vol. 75, Maritime University, Szczecin, 2004.
• [2] Artyszuk J.: An Identification Method of Hull Forces Based on Sea Manoeuvring Trials for Ship Control, 11th IEEE International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics MMAR'05, CD-ROM (ISBN: 83-60140-90-1), 29/VIII-1/IX, Miedzyzdroje, 2005a, pp. 177-182.
• [3] Artyszuk J.: Ship Manoeuvring Auxiliary Differential Equations for Optimal Sea Trials Programme Design, Scientific Bulletin, no. 6, Vol. 78, Marine Traffic Engineering MTE'05, Maritime University, Szczecin, 2005b, pp. 11-20.
• [4] Kose K., Misiag W.A., Hashizume Y., Nogami S., Ishioka Y.: A Practical Approach to the Mathematical Model of Ship Maneuvering in Harbours, Manoeuvrability '95, Vol. 2, International Symposium on Manoeuvrability of Ships at Slow Speed, October 16-19, Ilawa, Poland, 1995.
• [5] Lebedeva M.P. et al.: Development of Criteria for Certification of the Mathematical Models Used by Marine Simulators, International Conference on Marine Simulation and Ship Manoeuvrability - MARSIM 2006, Jun 25-30, Paper no. M-25, Terschelling (NL), 2006.
• [6] Oltmann, P., Sharma, S.D.: Simulation of Combined Engine and Rudder Maneuvers Using an Improved Model of Hull-Propeller-Rudder Interactions, 15th Symposium on Naval Hydrodynamics, September 2-7, Hamburg, 1984.